طراحی مرکز داده چگونه است؟

طراحی مرکز داده مهم‌ترین بخش از پروسه ساخت یک مرکز داده است که خروجی و نتایج عملکرد یک مرکز داده، در ارتباط مستقیم با بهینگی طراحی مرکز داده است؛ بنابراین از اهمیت بسیار زیادی برخوردار بوده و مورد توجه سازندگان مراکز داده در سراسر جهان قرار می‌گیرد. طراحی مرکز داده به عوامل متعددی نظیر نوع مرکز داده، ظرفیت مرکز داده و تعداد رک‌ها، نوع سیستم سرمایشی، محل جغرافیایی مرکز داده، تعداد منابع تغذیه و… بستگی دارد که چینش این تجهیزات و منابع در کنار یکدیگر به شکلی که بهترین عملکرد را داشته باشند، بسیار مهم و حیاتی است. در ادامه به بررسی طراحی استاندارد مرکز داده و بهترین روش های طراحی مرکز داده می‌پردازیم.

بخش های مهم در طراحی مرکز داده

در فرآیند طراحی مرکز داده، بخش‌های متعددی موردنظر قرار می‌گیرند که هریک از آن‌ها به میزان زیادی بر عملکرد کلی مرکز داده تاثیرگذارند. سیستم‌ برق‌رسانی، سیستم سرمایشی، کانال فیبر نوری، ژنراتورها و UPSها، سیستم اطفا حریق و امنیت مرکز داده، سیستم مدیریت مرکز داده DCIM و… از مواردی هستند که باید هنگام طراحی مرکز داده موردنظر قرار بگیرند. در ادامه می‌توانید با نحوه طراحی یک مرکز داده بیشتر آشنا شوید.

ساختار مرکز داده

مراکز داده به دلیل تغییر در ماهیت و کاربرد آن‌ها ممکن است ابعاد مختلفی داشته باشند و ساختار و بدنه مراکز داده ارتباط مستقیمی با این عوامل دارد. ابعاد مراکز داده می‌تواند کوچک یا بسیار بزرگ باشد و انتخاب ابعاد مرکز داده بستگی به انتظار شما از عملکرد آن دارد. اگر بخواهید حجم زیادی از داده را از یک مرکز داده دریافت کنید، ابعاد آن نیز بزرگتر خواهد بود؛ چرا که تعداد رک‌ها و تجهیزات بیشتری را در خود جای داده است. یک میکرو مرکز داده ابعاد بسیار کوچکی دارد و یک مرکز داده ابرمقیاس، می‌تواند در ابعاد یک زمین فوتبال باشد. مرکز داده کانتینری که می‌تواند پیش‌ساخته باشد یا بدنه آن با ورقه‌های فلزی، اسکلت فلزی و پیچ و مهره ساخته شوند. بسته به نوع ساخت مرکز داده، طراحی آن نیز می‌تواند منحصربه‌فرد باشد. بخش‌های مختلف بدنه به بخش‌های زیر تقسیم می‌شود:

سیستم نرم افزاری مدیریت مرکز داده DCIM

نرم افزار DCIM که برای ورود اطلاعات و اهداف مدیریتی استفاده می شود، وظیفه نگهداری اطلاعات در ذخیره سازی فیزیکی مرکز داده را بر عهده دارد. به زبان ساده، مدیر مرکز داده می تواند با دسترسی به این نرم افزار تمامی جنبه های مهم مرکز داده را مدیریت کرده و در صورت لزوم حتی از راه دور نیاز به تعمیر و نگهداری یا اضطراری را تشخیص دهد. سیستم های توزیع برق این سیستم وظیفه توزیع، کنترل، نگهداری و نظارت بر انرژی را بر عهده دارد. تجهیزاتی مانند PDU و… بخشی از این بخش است.

تمهیدات امنیتی

این سیستم ها وظیفه ذخیره سازی، پشتیبانی و بازیابی اطلاعات را بر عهده دارند که شامل سیستم نصب و خطوط لوله HAVC خواهد بود.

فرآیند فیزیکی

این روش‌ها شامل دسترسی فیزیکی به سیستم‌های نظارت محیطی برای پیش‌بینی راه‌حل‌هایی برای رسیدگی به خطرات محیطی و فیزیکی است.

شبکه

این بخش از مرکز داده به ارتباط بین زیرساخت مرکز داده و دنیای خارج از جمله روترها، سرورهای برنامه، فایروال ها، سوئیچ ها و غیره اشاره دارد. برای محافظت داده های یک سازمان در یک مرکز داده ذخیره می شود. اجزای ذخیره سازی شامل درایوهای نوار، هارد دیسک ها، درایوهای حالت جامد با قابلیت پشتیبان گیری و بسیاری موارد دیگر است. کامپیوتر  همچنین در این قسمت به قدرت پردازش و حافظه مورد نیاز برای اجرای برنامه اشاره شده است که توسط یک کامپیوتر قدرتمند ارائه شده است.

نحوه طراحی و ساخت مرکز داده

ایجاد یک مرکز داده کارآمد کار آسانی نیست. قبل از شروع، اجزای زیرساخت و تجهیزات مرکز داده و استانداردهای مختلف را مرور کنید. مرکز داده مرکز فناوری عملیات تجاری امروزی است. مرکز داده زیرساخت های مهم فناوری اطلاعات را برای ارائه منابع و خدمات به کارمندان، شرکا و مشتریان شرکت در سراسر جهان فراهم می کند. یک کسب و کار کوچک یا متوسط ​​می تواند یک “مرکز داده” عملی را در فضای یک کمد یا اتاق با ارزش دیگر با تغییرات اندک، در صورت وجود، پیاده سازی کند. با این حال، تعداد زیادی از سازمان‌های فناوری اطلاعات به فضای اختصاصی بزرگی برای برآوردن نیازهای فضا، نیرو، سرمایش، مدیریت، قابلیت اطمینان و امنیت زیرساخت‌های فناوری اطلاعات نیاز دارند. در نتیجه، مرکز داده نشان دهنده بزرگترین و با ارزش ترین دارایی یک کسب و کار است، هم از نظر سرمایه گذاری و هم از نظر هزینه های عملیاتی مکرر. مدیران کسب و کار و فناوری اطلاعات باید به مسائل طراحی و ساخت مرکز داده توجه زیادی داشته باشند تا اطمینان حاصل کنند که تأسیسات تولیدی نیازهای کسب و کار را در طول چرخه حیات و شرایط در حال تغییر کسب و کار برآورده می کند.

ویژگی های اصلی یک مرکز داده چیست؟

دو جزء اصلی برای هر مرکز داده وجود دارد: زیرساخت و زیرساخت فناوری اطلاعات که در داخل مرکز قرار دارد. این قسمت ها با هم زندگی می کنند و با هم کار می کنند، اما می توان آنها را جداگانه تعریف کرد.

ساده. این تسهیلات یک ساختمان فیزیکی است که برای مراکز داده استفاده می شود. به بیان ساده، مرکز داده تنها فضای بزرگی است که می توان منابع را در آن مستقر کرد. اگرچه تقریباً هر فضا پتانسیل سرمایه‌گذاری در برخی تجهیزات فناوری اطلاعات را دارد، یک ساختمان با طراحی خوب تمام موارد زیر را در نظر می‌گیرد:

فضا. باید فضای کف کافی (به عبارت ساده فوت مربع یا متر مربع) برای گنجاندن تمام تجهیزات فناوری اطلاعاتی که شرکت قصد دارد امروز و آینده را به کار گیرد، وجود داشته باشد. فضا باید در یک سایت برنامه ریزی شده با مالیات و فضا باشد. فضاها اغلب برای تطبیق با اهداف یا کاربری های مختلف تقسیم می شوند. استحکام – قدرت. باید توان کافی – بر حسب وات، اغلب تا 100 مگاوات – وجود داشته باشد تا بتوان تمام تجهیزات فناوری اطلاعات را کار کرد.

برق باید مقرون به صرفه، تمیز – یعنی عاری از نوسانات یا اختلالات – و قابل اعتماد باشد. نوشیدنی‌ها و افزودنی‌ها/کمک‌ها باید اعمال شوند. سرد شدن. مقدار زیادی انرژی ارائه شده در مراکز داده و محاسبات (یعنی کار) به گرمای اضافی تبدیل می شود که با استفاده از سیستم های HVAC و همچنین سایر فناوری های خنک کننده از تجهیزات فناوری اطلاعات حذف می شود. خوب نیست. امنیت. با توجه به ارزش مرکز داده و اهمیت حیاتی آن برای تجارت، باید شامل کنترل دسترسی با استفاده از روش‌های مختلف، از نشان‌ها گرفته تا کاربران و نظارت تصویری باشد. مدیریت. مراکز داده مدرن اغلب شامل یک سیستم مدیریت ساختمان (BMS) هستند که برای کمک به مدیران فناوری اطلاعات و کسب و کار در مدیریت همزمان محیط مرکز داده، از جمله نظارت بر سطوح دما، رطوبت، برق و سرمایش، و دسترسی و نوشتن گزارش های امنیتی طراحی شده است.

تجهیزات

زیرساخت نشان دهنده منابع مختلف IT نصب شده در شرکت است. این زیرساختی است که برنامه را اجرا می کند و به مشتریان و کاربران خود خدمات ارائه می دهد. زیرساخت مشترک فناوری اطلاعات شامل موارد زیر است:

• نگهبانان. این رایانه ها از برنامه های تجاری پشتیبانی می کنند و محاسبات را انجام می دهند.
• امنیت. سیستم های زیربنایی، مانند آرایه های دیسک، برای ذخیره و ذخیره داده های برنامه ها و تراکنش ها استفاده می شوند.
• شبکه سازی. تجهیزات مورد نیاز برای ایجاد یک شبکه تجاری شامل سوئیچ ها، روترها، فایروال ها و سایر دستگاه های امنیتی سایبری است.
• کابل ها و قفسه ها. مایل‌ها کابل زیرساخت‌های فناوری اطلاعات را به هم متصل می‌کنند و رک‌های سرور فیزیکی برای سازماندهی سرورها و سایر تجهیزات در فضاهای زیرساخت استفاده می‌شوند.
• نیروی پشتیبان. منابع تغذیه بدون وقفه (UPS)، فلایویل ها و سایر سیستم های برق پشتیبان برای اطمینان از عملکرد منظم تجهیزات در صورت قطع برق مهم هستند.
• رویه های اداری. یک یا چند پلت فرم مدیریت زیرساخت مرکز داده (DCIM) برای نظارت و مدیریت گزارش زیرساخت فناوری اطلاعات در مورد سلامت، در دسترس بودن، ظرفیت و پیکربندی سیستم مورد نیاز است.

زمانی که یک شرکت تصمیم به طراحی و ساخت مرکز داده می گیرد، تمرکز بر برنامه ریزی و ساخت شرکت است. اما مدیران فناوری اطلاعات باید زیرساخت هایی را نیز در نظر بگیرند که برای پشتیبانی از پروژه در ساختمان نصب می شود.

چگونه یک مرکز داده ایجاد کنیم

هیچ استاندارد یا مقررات لازم برای طراحی یا ساخت مراکز داده وجود ندارد. یک مرکز داده برای پاسخگویی به نیازهای منحصر به فرد کسب و کار به عنوان یک کل طراحی شده است، نه برعکس. با این حال، هدف اصلی هر استاندارد ایجاد یک پلت فرم مشترک از بهترین عملکرد است. تعدادی استاندارد مرکز داده موجود است و شرکت ها می توانند یک یا چند استاندارد (یا بخش هایی از استانداردها) را در پروژه مرکز داده بگنجانند. این استانداردها کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که توجه کافی به موارد زیر از جمله موارد زیر است:

• مفاهیم طراحی
• مدیریت و برنامه ریزی فضا
• می خواهید خانه بسازید
• مشکلات امنیتی فیزیکی
• محتویات ساختمان (سیستم های مکانیکی، الکتریکی، لوله کشی و آتش نشانی)
• کار و فرآیندهای کاری
• مصاحبه ها

در زیر برخی از استانداردهای کلیدی طراحی مرکز داده و زیرساخت آورده شده است:

• استانداردهای موسسه Uptime. استاندارد لایه مؤسسه Uptime بر طراحی، ساخت و نصب مرکز داده تمرکز دارد و برای تعیین هزینه ساخت بر اساس چهار سطح افزونگی / قابلیت اطمینان استفاده می شود.
• ANSI/TIA 942-B
• این استاندارد برنامه ریزی، طراحی، ساخت و راه اندازی فروشگاه های ساختمان و همچنین ایمنی آتش سوزی، فناوری اطلاعات و نگهداری را پوشش می دهد. همچنین از چهار رتبه بندی قابل اعتماد استفاده می کند که توسط کارشناسان معتبر BICSI توسعه یافته است.

استاندارد EN 50600. این استاندارد بر روی طراحی کابل ها و شبکه های کامپیوتری تمرکز دارد و می تواند برای طراحی تجهیزات مختلف و مفاهیم قابلیت اطمینان بر اساس استانداردهای موسسه Uptime مورد استفاده قرار گیرد.

ASHRAE

دستورالعمل های ASHRAE – که مراکز فناوری اطلاعات یا داده نیستند – به طراحی و اجرای گرمایش، تهویه، تهویه مطبوع، تبرید و مناطق مرتبط می پردازد. علاوه بر این، قوانین و مقررات مختلفی وجود دارد که می تواند برای مراکز داده اعمال شود. استانداردهای نظارتی شامل HIPAA، قانون Sarbanes-Oxley، SAS 70 Type I یا II و قانون Gramm-Leach-Bliley هستند. استانداردهای عملیاتی ممکن است شامل ISO 9000 برای کیفیت، ISO 14000 برای مدیریت زیست محیطی، ISO 27001 برای امنیت اطلاعات، استاندارد امنیت داده صنعت کارت پرداخت برای امنیت کارت پرداخت، و EN 50600-2-6 برای مدیریت و عملیات اطلاعاتی باشد.

استانداردها به اطمینان از طراحی، ساخت و بهره برداری مناسب از مراکز داده کمک می کنند. علاوه بر این، اتخاذ و مستندسازی دقیق استفاده از استانداردهای مربوطه می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تا از انطباق کامل از طریق جبران خسارت شرکتی مؤثر، مدیریت و برنامه‌ریزی تداوم کسب‌وکار اطمینان حاصل کنند.

سازماندهی فضای فیزیکی و مرکز داده

مرکز داده در قلب خود چیزی بیشتر از یک فضای بزرگ است: یک انبار با طراحی دقیق که برای نگهداری و راه اندازی زیرساخت های فناوری اطلاعات مورد نیاز طراحی شده است. اگرچه مرکز داده این شرکت می تواند یک پروژه بزرگ و پیچیده باشد، اما مسئله اصلی موضوع ساده فضای بیان شده در فوت مربع یا متر مربع است.

شاید بزرگترین و گیج کننده ترین مشکل فضایی اندازه مناسب یک مرکز داده برای کسب و کارها باشد. مراکز داده بسیار گران هستند: کوچک، و ممکن است نیازهای تجاری فعلی یا آینده را برآورده نکنند. هرچه اندازه بزرگتر باشد، می توان پول بیشتری را برای تامین فضای بلااستفاده هدر داد. ایجاد شرکتی که با به حداکثر رساندن استفاده از آن، پتانسیل رشد را فراهم کند، مهم است. اندازه گیری مرکز داده به خودی خود یک هنر محسوب می شود. بسیاری از موارد دیگر که باید در فضای مرکز داده در نظر گرفت عبارتند از:

• آتش

بسیاری از چراغ های مرکز داده بدون حضور انسان از کار می افتند یا خاموش می شوند.

• درجه حرارت

تقاضای سرما می تواند دما را پایین بیاورد، بنابراین انسان ممکن است به لباس محافظ نیاز داشته باشد.

• سر و صدا

فن‌های خنک‌کننده و ده‌ها یا حتی صدها سرور می‌توانند صدای ناهنجاری ایجاد کنند که نیاز به محافظت از شنوایی دارد.

•  افزایش وزن

تجهیزات سنگین روی زمین باید برای تحمل این وزن ساخته شود. ملاحظات وزن ویژه ممکن است برای کف های بلند که برای خنک کننده هوا استفاده می شوند ضروری باشد.

جدای از فضای فیزیکی، طراحی مرکز داده باید شامل در نظر گرفتن دقیق مکان و پیکربندی زیرساخت باشد – یعنی جایی که زیرساخت فناوری اطلاعات در آن قرار گرفته و نصب می شود. محبوب ترین مؤلفه در هر راه اندازی مرکز داده، رک سرور است – یا به عبارت ساده، رک. این محفظه از جنس استنلس استیل با دهانه‌ها و گزینه‌های نصب استاندارد است که برای نگهداری سخت‌افزارهای استاندارد رایانه مانند سرورها، سیستم‌های ذخیره‌سازی، تجهیزات شبکه، کابل‌کشی، تجهیزات کمکی سیستم مانند دستگاه‌های UPS و گزینه‌های ورودی/خروجی موجود در نظر گرفته شده است. مانند صفحه کلید و مانیتور برای فضای پیکربندی. رک ها همچنین نقش مهمی در سیستم خنک کننده یک مرکز داده ایفا می کنند. لایه تجهیزات طوری چیده شده است که یک مسیر گرمایش و سرمایش ایجاد کند که می تواند کارایی سرمایش را با اجازه دادن به هوای خنک کننده به داخل راهروی سرد که توسط تجهیزات گرم می شود و به فضای گرم شده پرتاب می شود، بهبود بخشد. خسته. اتاق خواب. سازمان‌های راهرو همچنین می‌توانند به تسهیل معرفی دروازه‌ها و تدابیر امنیتی در انتهای هر راهرو برای جلوگیری از دسترسی انسان کمک کنند.

ذخیره سازی داده ها

امنیت مرکز داده شامل سه حوزه مجزا است: امنیت دسترسی، امنیت زیرساخت و امنیت سایبری. فضای ذخیره سازی. هر بحثی در مورد صنعت مرکز داده باید شامل در نظر گرفتن امنیت فیزیکی باشد. امنیت فیزیکی مدیریت منابع انسانی و امنیت زیرساخت فیزیکی و زیرساخت فناوری اطلاعات آن است. هنگامی که امنیت به درستی اجرا شود، تضمین می کند که فقط کاربران مجاز به منابع و تجهیزات دسترسی دارند و تمام فعالیت های انسانی مستند شده است. امنیت می تواند شامل تمام مراحل زیر باشد:

• دسترسی به نشان های اطراف تاسیسات (از جمله منطقه تاسیسات).
• کلیدهای دسترسی به قفسه ها و سرورها.
• سوابق کاربر و بازدید کننده / فروشنده.
• حمایت از افراد غیر کارمند.
• نظارت تصویری؛ و
• پرسنل امنیتی در محل.

ایمنی تجهیزات

امنیت فیزیکی همچنین به یکپارچگی محیط مرکز داده، از جمله دما، رطوبت، و شرایط دود/آتش/آب گسترش می‌یابد. این بخش از پایگاه داده اغلب توسط BMS برای نظارت و گزارش شرایط محیطی یا اضطراری به مدیران ساختمان استفاده می شود. امنیت سایبری. امنیت سایبری بر کنترل دسترسی به داده های کسب و کار و برنامه های کاربردی پشتیبانی شده و زیرساخت مرکز داده IT تمرکز دارد. هدف امنیت سایبری این است که اطمینان حاصل شود که فقط کاربران دارای مجوز مناسب می توانند به داده ها دسترسی داشته باشند یا از برنامه ها استفاده کنند و هر گونه نقض فوراً گزارش و اصلاح شود. به عنوان مثال، امنیت فیزیکی مانع از لمس درایو در مرکز داده می شود، در حالی که امنیت سایبری مانع از دسترسی همان شخص به داده های درایو صدها مایلی از شبکه می شود. امنیت سایبری از ترکیبی از ضد بدافزار، پیکربندی، تشخیص/جلوگیری از نفوذ، ثبت فعالیت و سایر ابزارها برای نظارت بر فعالیت شبکه و شناسایی تهدیدات احتمالی استفاده می‌کند.

• الزامات قدرت و عملکرد مرکز داده

قدرت یک چالش همیشگی برای هر مرکز داده سازمانی است. یک تاسیسات بزرگ می تواند تا 100 مگاوات مصرف کند، که برای تامین برق حدود 80000 خانه کافی است و این نیرو نشان دهنده بزرگترین Opex برای یک مرکز داده سازمانی است. بنابراین، اپراتورهای مرکز داده الزامات زیر را برای روشنایی اعمال می کنند:

• انرژی. برای راه اندازی مرکز داده باید برق کافی وجود داشته باشد.
• مقدار پول. برق باید تا حد امکان ارزان باشد.
• کیفیت. برق باید تمیز و الکتریکی باشد (یعنی بدون صدای ناخواسته الکتریکی، ترکیدگی و میخ).
• اعتماد به نفس. منبع تغذیه باید عاری از کاهش ولتاژ، قطع برق یا سایر اختلالات باشد.

این مسائل به طور فزاینده ای از طریق گزینه های تولید محلی و تجدیدپذیر، از جمله تولید بادی، خورشیدی و در محل مورد توجه قرار می گیرند.

اما برای اینکه شرکت ها مسائل مربوط به قدرت هر سایت مرکز داده را درک کنند، برای طراحان مرکز داده و مدیران IT مهم است که ظرفیت زیرساخت و زیرساخت فناوری اطلاعات آن را محاسبه کنند. این شاخص است که به شرکت ها امکان می دهد هزینه برق را درک کنند و با شرکت های برق محلی مذاکره کنند. هیچ راه واحدی برای اندازه گیری تقاضای انرژی وجود ندارد. برای نصب، وات تخمین ساده ای از روشنایی و نیازهای HVAC است. نیاز به توان تجهیزات فناوری اطلاعات می تواند پیچیده باشد زیرا نیازهای برق سرور بسته به حجم کاری (یعنی تعداد برنامه های کاربردی در حال اجرا) و پیکربندی هر سرور، از جمله انتخاب CPU، حافظه نصب شده بر روی دستگاه های رسانه ای دیگر، مانند پردازنده گرافیکی طرح‌های برق سنتی شامل روش‌های مبتنی بر قفسه و پلاک‌های نام هستند.

یک سیستم مبتنی بر رک، یک طرح قدرت پیکربندی شده برای هر رک اختصاص می‌دهد. به عنوان مثال، یک مدیر فناوری اطلاعات می تواند برآوردی بین 7 کیلووات تا 10 کیلووات در هر رک ارائه دهد. اگر یک مرکز داده قصد دارد 50 رک را مستقر کند، برنامه ریزی انرژی بسیار ساده تر است. یک رویکرد مشابه تخمین مرکز داده عمومی بر حسب وات بر فوت مربع (W/ft2) است. با این حال، از آنجایی که این روش تجهیزات نصب شده در هر قفسه را در نظر نمی گیرد، اغلب روش اشتباه برنامه ریزی برق است. رویکرد مبتنی بر نام به مدیران فناوری اطلاعات اجازه می دهد تا قابلیت های مورد نیاز فهرست شده در پلاک نام هر سرور یا سایر دستگاه های فناوری اطلاعات را اضافه کنند. این یک فرآیند دانه بندی تر است و می تواند برنامه های بهتری ایجاد کند. با این حال، برق مورد نیاز ذکر شده در برچسب هر وسیله ای ممکن است نادرست باشد و عملکرد دستگاه را در نظر نگیرد.

یک روش جدید استفاده از یک متر برق واقعی در یک توزیع است که با دستگاه های محاسباتی مدیریت توان، مانند واحدهای توزیع برق هوشمند (PDUs) که در هر کوچک قرار دارند، استفاده می شود. تجزیه و تحلیل بلادرنگ می‌تواند تخمین‌های دقیقی ایجاد کند و به مدیران مرکز داده ایده بهتری درباره اینکه چگونه کارایی انرژی و هزینه‌ها می‌تواند بر اساس نیازهای خدمات تغییر کند، می‌دهد.

در نهایت، تجهیزات برق شهری دچار وقفه های گاه به گاه در تولید و توزیع خواهند شد. پایگاه داده باید شامل یک یا چند گزینه قدرت پشتیبان باشد. بسته به مشکلی که شرکت قصد دارد از خود در برابر آن محافظت کند، می توان چندین سطح از قدرت ثانویه را اعمال کرد.

در سطح صنعتی، مرکز داده می تواند به ژنراتورهای پایه عملیات دیزل یا گاز طبیعی متصل شود که می تواند کل عملیات را برای مدت طولانی انجام دهد. انرژی پشتیبان را می توان با منابع انرژی تجدیدپذیر، مانند نیروگاه های خورشیدی یا بادی تکمیل کرد. در سطح زیرساخت فناوری اطلاعات، رک‌ها می‌توانند یک UPS اختیاری را ادغام کنند، که برای کوتاه‌مدت پشتیبان‌گیری از باتری را برای خاموش کردن منظم سیستم در زمانی که قطع برق امکان‌پذیر نیست، فراهم می‌کند.

سیستم خنک کننده مرکزی

انرژی ارائه شده توسط مرکز داده به کار انجام شده توسط تجهیزات فناوری اطلاعات و یک محصول جانبی ناخواسته تبدیل می شود: گرما. این گرما باید از سرور و سیستم حذف شود و از مرکز داده حذف شود. بنابراین، سیستم خنک کننده یکی از دغدغه های اصلی طراحان و اپراتورهای مرکز داده است.

دو نقطه خلوت وجود دارد. اولین مسئله بودجه خنک کننده است که اندازه یا ظرفیت سیستم ذخیره سازی داده های HVAC را مشخص می کند. با این حال، تولیدکنندگان باید برق مورد نیاز مرکز داده را بر حسب وات (W) به توان خنک‌کننده با تن (t) تبدیل کنند، که مقدار گرمای مورد نیاز برای ذوب یک تن یخ در دمای 32 درجه فارنهایت است. در عرض یک ساعت. اولین محاسبه مستلزم تبدیل وات به واحد حرارتی بریتانیا (BTU) در ساعت است که می تواند به تن تبدیل شود:

L x 3.41 = BTU / ساعت

BTU/ساعت / 12000 = تن

نکته کلیدی درک توان مورد نیاز مرکز داده بر حسب وات و مقیاس پذیری مورد انتظار است. بنابراین، اندازه گیری صحیح زیرسیستم خنک کننده ساختمان مهم است. اگر سیستم خنک‌کننده خیلی کوچک باشد، مرکز داده نمی‌تواند هزینه‌های زیرساخت فناوری اطلاعات مورد انتظار را در نظر بگیرد یا مقیاس‌بندی کند. اگر سیستم خنک کننده بیش از حد بزرگ باشد، برای تجارت گران و ناکارآمد است.

هدف دوم خنک کننده مرکز داده، کارآمد بودن در مدیریت سرمایش و گرمایش هوا است. برای یک فضای عادی انسان، به سادگی وارد کردن هوای سرد از یک فضا، سپس خروج هوای گرم از هوای دیگر در اتاق، باعث ایجاد مخلوط و دمای متوسطی می شود که آسایش کامل انسان را ایجاد می کند. اما سیستم هایی که در منازل و ادارات رایج هستند در مراکز داده که تجهیزات گرمای زیادی در فضای نصب شده تولید می کنند، به خوبی کار نمی کنند. قفسه‌هایی با اجزای دمای بالا نیاز به ورود دقیق هوای خنک‌کننده و مدیریت دقیق هوای گرم دارند. طراحان مرکز داده باید مراقب باشند که از مخلوطی از هوای سرد و گرم که فضای هوایی سالمی ایجاد می کند، اجتناب کنند.

تولیدکنندگان از سیستم‌های مهاری مانند پیکربندی راهروهای گرمایش/سرمایش که از کنترل منظم تهویه مطبوع اتاق توزیع استفاده می‌کنند، استفاده می‌کنند. دو خط تجهیزات را در نظر بگیرید، پشت به پشت رو به روی هم (نمودار دوم زیر را ببینید). هوای خنک از سیستم HVAC به کانال های جلوی هر ردیف وارد می شود، در حالی که هوای گرم و تخلیه شده از کانال های مشترک جمع آوری می شود. موانع فیزیکی دیگری برای جلوگیری از مخلوط شدن هوای گرم با هوای سرد اضافه می شود. چنین سیستم مهاری برق HVAC کارآمد را فراهم می کند. روش‌های خنک‌کننده دیگر شامل سیستم‌های خنک‌کننده سرتاسری است که هوای خنک را به بخش‌هایی از ردیف‌های قفسه‌ها وارد می‌کنند و هوای گرم را به راهروها خارج می‌کنند.

برخی از مراکز داده در حال استفاده از فناوری‌های خنک‌کننده نوظهور هستند که تجهیزات فناوری اطلاعات را در حمامی از آب خنک و خنثی الکتریکی، مانند روغن معدنی، غوطه‌ور می‌کنند. کولرها کوچک و کارآمد هستند و مایع می تواند عملکرد انتقال حرارت بالاتری نسبت به خنک کننده هوا داشته باشد. با این حال، خنک‌سازی آب با چالش‌های دیگری از جمله نشت/نشت آب، مقاومت در برابر خوردگی یا خوردگی در ورودی‌های آب، فیلتراسیون و بهداشت آب و ایمنی انسان مواجه است.

این نمودار مفاهیم اولیه ساختمان، خط و سیستم های خنک کننده مبتنی بر جزء را ارائه می دهد. فلش آبی ارتباط بین خط تامین خنک کننده و بدنه را نشان می دهد.

عملیات و پشتیبانی مرکز داده

نگرانی‌های کنونی در مورد اثرات زیست‌محیطی انتشار CO2 از برق، بسیاری از سازمان‌ها را وادار کرده است تا انرژی جدیدی را در عملیات و پشتیبانی مرکز داده‌ها قرار دهند.

راندمان معیاری است که نشان می دهد یک کار در رابطه با میزان انرژی مصرف شده برای انجام کار چقدر خوب انجام می شود. اگر تمام این انرژی ورودی به طور موثر به کار مفید تبدیل شود، راندمان 100٪ است. اگر هیچ یک از این توان ورودی منجر به عملکرد موفقیت آمیز نشد، راندمان 0٪ است. شرکت ها به دنبال بهبود بهره وری تا 100٪ هستند به طوری که هر دلار برای بهره وری انرژی در مرکز داده هزینه می شود.

معیارهایی مانند بهره وری مصرف انرژی (PUE) برای کمک به سازمان ها در ارزیابی عملکردشان وجود دارد. PUE به عنوان توان ورودی به مرکز داده تقسیم بر توان مورد استفاده در زیرساخت فناوری اطلاعات محاسبه می شود. این نسبت ساده ای را به دست می دهد که با رسیدن بازده به 100% به 1.0 نزدیک می شود و درصد مربوطه به عنوان کارایی تجهیزات مرکز داده بیان می شود. کسب‌وکارها می‌توانند نسبت‌های PUE را با کاهش انرژی غیر IT، مانند کاهش گرمایش و سرمایش در فضاهای غیر فناوری اطلاعات و اجرای سایر استراتژی‌های ساختمانی با مصرف انرژی، بهبود بخشند.

بهره وری انرژی معیاری است که برای ارزیابی عملکرد یک مرکز داده استفاده می شود. طول عمر یکی دیگر از نگرانی هاست. نیروگاه های برق آلودگی تولید می کنند که اعتقاد بر این است که باعث تغییرات آب و هوایی و آسیب به سلامت سیاره می شود. طراحی یک مرکز داده پایدار یا سبز به معنای تلاش برای انتشار کربن صفر برای انرژی است که مرکز داده را نیرو می دهد. صفر خالص به این معنی است که انرژی از منابعی به دست می آید که هیچ CO2 به اتمسفر اضافه نمی کنند. در برخی موارد، شرکت ممکن است با استفاده از انرژی از منابع غیرآلاینده، مانند مزارع خورشیدی یا بادی، به صفر خالص نزدیک شود. در موارد دیگر، برق را می‌توان از تامین‌کنندگان برق خریداری کرد که می‌توانند مقدار مساوی از انتشار CO2 حاصل از تولید انرژی را جمع‌آوری یا بازیابی کنند و در نتیجه انتشار صفر را ایجاد کنند. برای دستیابی به صفر خالص، کسب‌وکارها باید از حفظ انرژی، بهره‌وری انرژی – مانند برنامه‌ریزی PUE – و منابع انرژی تجدیدپذیر غیرآلاینده استقبال کنند.

ظرفیت پایگاه داده را برای زنده نگه داشتن مرکز داده کاهش دهید.

بهترین مرکز داده

هیچ راه واحدی برای طراحی مرکز داده وجود ندارد و استراتژی های زیادی وجود دارد که نیازهای منحصر به فرد هر کسب و کار را برآورده می کند. اما این استراتژی ها می توانند یک استراتژی مرکز داده با کارایی و پشتیبانی بیشتر ایجاد کنند:

• کارایی انرژی را اندازه گیری کنید. مدیران مراکز داده نمی توانند موارد غیرقابل پیش بینی را کنترل کنند، بنابراین از معیارهایی مانند PUE برای نظارت بر عملکرد مرکز داده استفاده می کنند. PUE باید یک اندازه گیری مداوم در فواصل زمانی در طول سال باشد، زیرا زمان و شرایط آب و هوایی می تواند بر مصرف انرژی تأثیر بگذارد.
• سیستم تهویه را بررسی کنید. خنک کننده برای عملکرد ایمن تجهیزات IT مهم است، اما جریان هوا باید مدیریت و بهینه شود. این می تواند شامل محدود کردن ترکیب هوای گرم و هوای سرد، استفاده از سیستم های کانال برای گرم کردن هوا، و حتی پوشاندن فضاهای بلااستفاده با صفحات فضایی، جلوگیری از استفاده از هوای خنک کننده باشد. به مکانی بروید که هیچ کاربردی درخواست نمی کند.
• دما را افزایش دهید. هر چه اتاق سرور سردتر باشد، قوی تر و گران تر است. به جای سرد نگه داشتن اتاق سرور، تأثیر افزایش دمای واقعی را بررسی کنید. به عنوان مثال، به جای کار در دمای سرد بین 68 تا 72 درجه فارنهایت، در دمای بین 78 تا 80 درجه فارنهایت کار کنید. اکثر تجهیزات IT می توانند دماهای شدید را تحمل کنند.

دوباره سرد امتحان کن سیستم‌های HVAC ممکن است برای مراکز داده استاندارد باشند، اما راه‌هایی را برای کاهش یا حذف اتکا به HVAC در نظر بگیرید. به عنوان مثال، یک مرکز داده در هوای سرد می‌تواند استفاده از HVAC را کاهش دهد و خنک‌کننده‌های هوای بیرون را – که خنک‌کننده رایگان نامیده می‌شود – به تاسیسات وارد کند. به طور مشابه، HVAC را می‌توان با چیلرهای آبی (یعنی اکونومایزرها) یا سایر فناوری‌های تبادل حرارتی که انرژی کمتری مصرف می‌کنند، تکمیل یا جایگزین کرد.

• بهبود ظرفیت توزیع. راندمان برق مرکز داده اغلب به دلیل مدیریت ناکارآمد و دستگاه های توزیع برق، مانند ترانسفورماتورها، PDU ها و تجهیزات UPS از بین می رود. از تجهیزات توزیع توان بالا استفاده کنید و تجهیزات را کاهش دهید و در نتیجه مراحل کمتر و خطر از دست دادن را کاهش دهید.

چالش طراحی مرکز

اگرچه هیچ روش واحد و واحدی برای طراحی و ساخت یک مرکز داده وجود ندارد، طراحان و اپراتورهای داده با چالش های مداوم زیادی روبرو هستند. در زیر چندین مشاهدات و چالش ها وجود دارد:

• مقیاس پذیری. مرکز داده یک تسهیلات بلندمدت است که ممکن است برای چندین دهه به کار خود ادامه دهد، اما مرکز داده ای که امروز کار می کند ممکن است با مرکز داده ای که یک یا دو دهه بعد از آن کار می کند متفاوت باشد. توسعه دهندگان باید در مورد راه هایی برای مدیریت عملیات و خدمات امروز فکر کنند، در حالی که همچنین در نظر گرفتن اینکه چگونه این منابع باید در آینده تکامل یابند. چالش این است که امکان رشد در فضا، نیرو و سرمایش را فراهم کنیم و در عین حال هزینه ظرفیت را تا زمانی که نیاز باشد کاهش دهیم.
• تغییرات. یک مرکز داده مانند یک انبار تولید سنگین است: زیرساخت نصب شده است، اما حرکت و تغییر با تغییر اوضاع تقریبا غیرممکن است. ناتوانی در تعویض دنده در راهروهای در حال تغییر می‌تواند مانع از انطباق و تغییر کسب‌وکارها برای رفع نیازهای تجاری جدید شود. چالش این است که نیاز به تغییر را بدون خرابی یا هزینه زمان و پیکربندی مجدد برآورده کنید.
• رضایت. یک شرکت به مرکز داده خود وابسته است. اگر مرکز داده کار نکند، تراکنش کار نمی کند. آتش سوزی، قطع شبکه، بلایای زیست محیطی، و حتی هک و سایر فعالیت های مخرب می تواند مراکز داده را از بین ببرد. توسعه دهندگان با چالش درک بزرگترین خطراتی که با آن مواجه هستند و ایجاد انعطاف پذیری مناسب برای مقابله با آنها روبرو هستند. • تغییر دادن. فن آوری ها و الزامات جدید فناوری اطلاعات به طور مداوم در حال توسعه هستند. طراحان مراکز داده باید به این فکر کنند که چگونه می توانند تغییرات بی شماری را بدون تجدید نظر در زیرساخت فناوری اطلاعات برای تطبیق با هر تغییر، تطبیق و اجرا کنند.

نرم افزار و ابزار مدیریت منابع مرکز

مرکز داده یک شرکت پیچیده است که نیاز به نظارت و کنترل مستمر در سطوح سازمانی و فناوری اطلاعات دارد. ابزارهای DCIM اغلب توسط مدیران مراکز داده برای تجسم عملکرد زیرساخت ها و منابع استفاده می شود. وظایف مدیریتی رایج مورد نیاز برای راه اندازی یک مرکز داده شامل موارد زیر است:

• نظارت و کنترل. خدمات مانیتورینگ شامل نظارت بر قدرت، دما و رطوبت در داخل تاسیسات می باشد. بررسی منابع ممکن است شامل منابع موجود باشد، یعنی اینکه کدام سیستم‌ها استفاده می‌شوند و کدام‌ها رایگان هستند. برنامه های کاربردی بهداشتی برای نظارت بر سلامت عملیات شرکت های بزرگ؛ و در دسترس بودن یا در دسترس بودن کل. خدمات مانیتورینگ اغلب با سیستم های هشدار و صدور بلیط ترکیب می شوند تا به محض شناسایی مشکلات، اولویت بندی و حل شوند.
• آماده سازی و نگهداری. مدیریت داده‌ها همچنین شامل کارهای مقدماتی، مانند فرآیندهای بازیابی فاجعه و پشتیبان‌گیری، و همچنین توانایی انتقال وظایف برای ساده‌سازی فرآیندهای کاری است. خدمات تعمیر و نگهداری شامل تعمیر و نگهداری معمول و همچنین ارتقاء دوره ای سیستم و عیب یابی و تعمیر سیستم موقت می باشد. • قدرت و اختیار. مدیریت مرکز داده نیز در مورد برنامه ریزی برای آینده است. ابزارهای مدیریتی می توانند ظرفیت فعلی (یعنی منابع استفاده شده و رایگان) را تجزیه و تحلیل کنند و به مدیران مرکز داده کمک کنند تا برای افزایش ظرفیت برنامه ریزی کنند. آنها همچنین به پشتیبانی از بهبودهای منظم در قابلیت های مرکز داده، مانند ارتقای سیستم، به روز رسانی فناوری، و معرفی فناوری های جدید مرکز داده کمک می کنند. • کنترل ها بخش مهمی از قراردادهای خدمات تجاری و قراردادهای سطح خدمات (SLA) هستند. اکثر مراکز داده به شکل SLA به یکدیگر متصل می شوند – یا با بخش ها یا بخش های داخلی، یا با شرکای تجاری و مشتریان. نظارت و کنترل در DCIM و سایر ابزارها برای اطمینان از انطباق با SLA یا شناسایی تخلفات SLA که می توانند به سرعت جدا و اصلاح شوند، مهم هستند. علاوه بر این، نظارت و کنترل جامع به اطمینان از تداوم کسب و کار و بازیابی فاجعه کمک می کند، که می تواند برای عملیات انطباق با مقررات امروزی ضروری باشد.